週期勢

設想你走過一塊鋪得整整齊齊的瓷磚地，每一塊磚的正中都微微凹下去。一步一步，你一遍又一遍地踩到同樣溫柔的凹陷，隨著每一塊磚重複出現。一個穿行於晶體之中的電子，感受到的正是這樣的東西：一片由凹陷與隆起構成的地貌，從一個原子到下一個原子完全一樣地重複著。這片無盡重複的電學地貌，就是週期勢。

週期勢是電子所感受到的那種重複出現的電學吸引與排斥的圖案，它之所以存在，是因為晶體的原子按照間距規則的點陣排列著。在每個帶正電的原子實附近，電子會感到一口深井把它往裡拉；在原子實之間，這股拉力則有所緩和。由於點陣是週期性的，這個勢會恰好以原子的間距重複，正是這份規律性，使得整套能帶理論的機器得以運轉。

週期勢之所以重要，是因為它是造就能帶與能隙的唯一關鍵成分；一旦去掉週期性，能帶就煙消雲散了。一個值得強調的微妙之處是：關鍵的特徵是週期性，而不是強弱：一個強的重複勢和一個弱的重複勢，都會給出能帶，只是更寬或更窄而已。真實晶體從來不是完美週期的——缺陷、雜質、不停抖動的原子都會打破這個圖案——而恰恰是這些不完美，限制了一種材料導電能導得多好。